退火爐退火過(guò)程對(duì)流換熱系數(shù)

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    對(duì)流換熱系數(shù)：全氫爐內(nèi)罩內(nèi)的換熱以對(duì)流換熱為主，全氫爐對(duì)流換熱的熱流密度與輻射換劫的熱流密度之比。

    在整個(gè)退火爐退火過(guò)程開(kāi)始和將近結(jié)束時(shí)，由于鋼卷和內(nèi)罩溫度都較低，輻射換熱條件很差，爐內(nèi)對(duì)流換熱的熱流密度可達(dá)輻射換熱熱流密度的250倍以上，在均熱階段上述比值也保持在20倍以上.所以，對(duì)流換熱在爐內(nèi)換熱中起著決定性的作用。

爐內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)與保護(hù)氣體的流速(循環(huán)流量)和熱物性密切相關(guān)。氫氣與鋼卷四個(gè)表面的對(duì)流換熱系數(shù)以及輻射等效換熱系數(shù)隨整個(gè)退火過(guò)程的變化規(guī)律，整個(gè)退火過(guò)程氫氣的循環(huán)流量取為70x100m3/h(在101.3 kPa大氣壓下)。鋼卷內(nèi)外表面的對(duì)流換熱系數(shù)最大，上下表面次之，等效輻射換熱系數(shù)最小，與對(duì)流換熱系數(shù)相差1至2個(gè)數(shù)量級(jí)。

    氫氣的密度僅為氮?dú)獾?font face="Times New Roman">1/14，使得氣氛循環(huán)風(fēng)扇直徑得以增大，氣流循環(huán)量大大增加，加之氫氣的動(dòng)力粘度僅是氮?dú)獾?/font>50%，因此，使用純氫氣作為退火爐爐內(nèi)保護(hù)氣氛，無(wú)疑會(huì)大大提高爐內(nèi)的對(duì)流換熱系數(shù)。

    鋼卷由上千層帶鋼組成，相鄰兩層帶鋼間氣隙的存在使鋼卷的徑向?qū)崧式档?font face="Times New Roman">.因此，徑向傳熱是制約全氫退火爐內(nèi)鋼卷熱交換的主要環(huán)節(jié)。

    鋼卷徑向接觸表面的換熱形式可知，通過(guò)交界面的鋼卷徑向傳熱是通過(guò)相鄰兩層帶鋼間氣隙內(nèi)傳熱的綜合效應(yīng)，包括通過(guò)保護(hù)氣體的導(dǎo)熱、帶鋼間輻射換熱及通過(guò)接觸點(diǎn)的導(dǎo)熱等。為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)涉及的物性僅為單元體平均溫度的函數(shù)，且將圓柱面等效為平面，并按穩(wěn)態(tài)傳熱的概念討論熱阻問(wèn)題，于是得到所示的鋼卷內(nèi)部導(dǎo)熱熱阻網(wǎng)絡(luò)模擬圖。退火爐Rsa為1/2厚度帶鋼的導(dǎo)熱熱阻，R為兩層帶鋼間的輻射熱阻R為保護(hù)氣體的導(dǎo)熱熱阻,R為通過(guò)帶鋼接觸點(diǎn)的導(dǎo)熱熱阻(實(shí)際上R由通過(guò)表面粗糙形成的點(diǎn)接觸的導(dǎo)熱阻和由熱流流線變形形成的收縮熱阻組成)。